استفاده صحیح از حالت EV و ترمز احیاکننده در خودروهای هیبریدی

زمان‌بندی خوب حالت EV و ترمز رجنراتیو مناسب، هدف طراحی هیبرید را محقق کرده و مصرف سوخت روزانه را به‌شکل قابل اندازه‌گیری کاهش می‌دهد.
زمان‌بندی خوب حالت EV و ترمز رجنراتیو مناسب، هدف طراحی هیبرید را محقق کرده و مصرف سوخت روزانه را به‌شکل قابل اندازه‌گیری کاهش می‌دهد.

این صفحه را به اشتراک بگذارید

حالت EV در خودروی هیبریدی وضعیت کارکرد سرعت پایینی است که در آن خودرو فقط با موتور برقی حرکت می‌کند و موتور بنزینی خاموش می‌ماند؛ ترمزگیری بازیاب نیز سازوکار بازیافت انرژی است که انرژی جنبشی حاصل از ترمزگیری را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و به باتری بازمی‌گرداند. استفاده درست از این دو در زمان و به شیوه‌ی مناسب باعث می‌شود سیستم هیبریدی مطابق با هدف طراحی خود کار کند و مصرف سوخت روزانه را به شکلی قابل اندازه‌گیری کاهش دهد. این راهنما، منطق کارکرد هر دو سازوکار و نحوه‌ی به‌کارگیری آن‌ها در سناریوهای مشخص، از داخل شهر تا جاده‌های پرپیچ‌وخم را قدم‌به‌قدم توضیح می‌دهد.

نکات برجسته

  • حالت EV معمولاً در سرعت‌های زیر 40-65 کیلومتر بر ساعت و زمانی که باتری شارژ کافی داشته باشد فعال می‌شود
  • طبق اعلام رسمی تویوتا، حداکثر سرعت در حالت EV می‌تواند در بازه‌ی 50-65 کیلومتر بر ساعت باشد
  • در لحظه‌ی حرکت، برداشتن پا از پدال ترمز کافی است؛ وقتی پدال گاز را رها می‌کنید، انرژی بازیابی می‌شود
  • در سراشیبی‌های طولانی، پرش نکردن باتری از حد، کارایی سیستم را حفظ می‌کند
  • در مدل‌های هیبریدی پلاگین‌دار، ظرفیت باتری می‌تواند به‌طور میانگین 70٪ صرفه‌جویی در سوخت ایجاد کند

حالت EV چه زمانی فعال می‌شود و در چه شرایطی کار می‌کند؟

Kontağı çevirdiğinizde hibritiniz sessizce elektrikle kalkışır; benzinli motor ancak batarya boşalınca ya da hava soğuyunca sahneye çıkar.

وقتی خودروی هیبریدی را روشن می‌کنید، نخستین سیستمی که فعال می‌شود برقی است؛ به‌جز استثنائاتی مانند هوای سرد یا خالی بودن کامل باتری، با چرخاندن سوئیچ، موتور بنزینی به حرکت درنمی‌آید. حرکت اولیه‌ی خودرو را فقط موتور برقی انجام می‌دهد. در محدوده‌ی سرعت داخل شهری موتور برقی در مدار است، هنگام شتاب‌گرفتن دو موتور با هم کار می‌کنند و در جاده‌ی بین‌شهری بار عمدتاً به موتور احتراق داخلی منتقل می‌شود.

برای انتخاب خودکار حالت EV، سه شرط اصلی باید هم‌زمان فراهم باشند: سطح شارژ کافی باتری، سرعت پایین و گاز ملایم. بر اساس تجربه‌ی کاربران Sahi، شارژ باتری بالای حدود 50٪ ، حرکت با سرعت زیر 40 کیلومتر بر ساعت و نگه‌داشتن دریچه‌ی گاز حدود 10٪، مقادیر آستانه‌ی معمول هستند. بر اساس داده‌های رسمی سازندگان، حداکثر سرعت در حالت EV می‌تواند بین مدل‌ها در بازه‌ی 50-65 کیلومتر بر ساعت متغیر باشد. این اعداد یکدیگر را رد نمی‌کنند؛ نخستی پنجره‌ی میانگینی را که سیستم برای انتخاب خودکار جست‌وجو می‌کند نشان می‌دهد و دومی سقف‌های اعلام‌شده از سوی سازندگان را به تفکیک مدل.

در برخی خودروها، به‌ویژه مدل‌های هیبریدی قابل شارژ (PHEV)، دکمه‌ای روی کنسول وجود دارد که حالت EV را به‌صورت دستی انتخاب می‌کند. هدف این دکمه، بیشینه کردن مسافت قابل پیمایش با انرژی الکتریکی موجود است. اما فشردن این دکمه به معنای حق استفاده‌ی نامحدود از توان باتری نیست: اگر نیاز به گرم شدن کابین زیاد باشد، باتری 12 ولت ضعیف باشد، باتری بیش از حد گرم شده باشد یا سیستم در حال انجام اصلاحی روی باتری باشد، حالت EV خودکار فعال ممکن است درگیر نشود. این نشانه‌ی خرابی نیست، بلکه ترتیب اولویت عادی‌ای است که سیستم برای محافظت از باتری اعمال می‌کند.

چگونه حالت EV را فعال کرده و آن را طولانی‌تر کنید؟

تنها یک متغیر وجود دارد که مدت کارکرد در حالت EV را افزایش می‌دهد: قدرتی که پدال گاز درخواست می‌کند. همان‌طور که در توصیه‌های استفاده تویوتا نیز تأکید شده، فشردن یکنواخت و نرم پدال گاز مدت کارکرد الکتریکی را افزایش می‌دهد. تا زمانی که عقربه نمایش‌دهنده جریان توان در صفحه اطلاعات هیبرید را زیر محدوده ECO نگه دارید، سیستم به بهره‌گیری از توان الکتریکی ادامه می‌دهد. فشردن پله‌ای پدال گاز و واگذار کردن شتاب‌گیری در سرعت‌های پایین به‌طور کامل به موتور برقی، کاربرد عملی همین منطق است.

در مقابل، یک هشدار نیز در میدان، به‌ویژه در انجمن‌های مالکیت مطرح می‌شود: وادار کردن خودرو به حرکت طولانی‌مدت الکتریکی، باتری هیبرید را گرم می‌کند و ظرفیت جریان‌دهی باتری گرم‌شده کاهش می‌یابد؛ در نهایت ممکن است موتور احتراق داخلی خاموش نشود. نکته قابل توجه، همان‌جا شدن توصیه‌های رسمی و تجربه انجمن‌ها در یک نقطه است: گاز متعادل. هدف درست، وادار کردن خودرو به حرکت الکتریکی نیست، بلکه رانندگی با درخواستی نرم و به اندازه‌ای است که باتری را گرم نکند.

  • پدال گاز را در محدوده ECO و در صورت امکان با زاویه‌ای ثابت و کم نگه دارید
  • جریان توان را در صفحه هیبرید به‌طور دوره‌ای بررسی کنید؛ اگر عقربه بالای محدوده ECO بود، درخواست را کاهش دهید
  • اگر کابین گرم است، کولر را خاموش کنید و با باز کردن پنجره خنک کنید؛ اگر استفاده از کولر لازم است، حالت گردش هوای داخلی را ترجیح دهید
  • بار اضافی چراغ‌ها و برف‌پاک‌کن‌ها را کاهش دهید؛ مصرف‌کننده‌های برقی انرژی را مستقیماً از باتری می‌کشند

وقتی سطح شارژ باتری به زیر آستانه بحرانی برسد، سیستم به‌طور خودکار موتور بنزینی را روشن می‌کند. در تجربه‌های کاربران Corolla هیبرید، وقتی ظرفیت باتری به حدود %25 می‌رسد، موتور استارت می‌خورد و برد نظری EV حدود 11,2 کیلومتر باقی می‌ماند. یعنی حالت EV، حالتی نیست که برای خالی کردن باتری با آن مسابقه بدهید؛ راهی برای مصرف انرژی مازاد سیستم درون شهر است.

ترمز احیاکننده چگونه کار می‌کند و چه سودی به خودرو می‌دهد؟

وقتی در یک خودروی سنتی ترمز می‌کنید، انرژی جنبشی با اصطکاک به گرما تبدیل شده و به محیط پراکنده می‌شود؛ فقط دیسک‌های ترمز داغ‌شده باقی می‌مانند. اما در سیستم‌های هیبرید، وقتی پدال گاز رها می‌شود یا ترمز گرفته می‌شود، موتور برقی نقش ژنراتور را بر عهده می‌گیرد: انرژی چرخش چرخ‌ها به انرژی الکتریکی تبدیل شده و به باتری ارسال می‌شود. خودِ کاهش سرعت به کسب انرژی تبدیل می‌شود.

نتیجه عملی سیستم را می‌توان در دو عنوان خلاصه کرد. نخست، بازدهی: انرژی بازیافت‌شده، هنگام شتاب‌گیری دوباره یا بالا رفتن از سربالایی به‌عنوان قدرت رانش اضافی استفاده می‌شود. دوم، نگهداری: چون قطعات ترمز مکانیکی بسیار کمتر کار می‌کنند، عمر لنت ترمز بیشتر شده و هزینه‌های نگهداری کاهش می‌یابد. این ویژگی‌ای برای تغییر و اصلاح نیست، بلکه چرخه بازیافت انرژی‌ای است که خودرو همان‌طور از کارخانه ارائه می‌دهد؛ کار راننده فقط این است که این چرخه را تا حد امکان طولانی‌تر فعال نگه دارد.

ترمز ترکیبی: ترمز مکانیکی چه زمانی وارد عمل می‌شود؟

در هیبریدهای مدرن، ترمزگیری با یک سیستم واحد انجام نمی‌شود. در رویکرد ترمز ترکیبی (blended braking)، سیستم احیاکننده بخش بزرگ کاهش سرعت را به‌تنهایی بر عهده می‌گیرد؛ سامانه ترمز هیدرولیک فقط زمانی وارد عمل می‌شود که به نیرویی برای توقف کامل نیاز باشد. حتی اگر پایتان روی پدال ترمز باشد، بازیابی انرژی در پس‌زمینه ادامه می‌یابد. اما اگر ترمزگیری شدید انجام دهید، ترمزهای اصطکاکی غالب می‌شوند و بازیابی انرژی کاهش می‌یابد یا هنگام مداخله ABS و ESC کاملاً غیرفعال می‌شود. یعنی یک حرکت کاهش سرعت یکسان، بسته به شدید یا ملایم بودن، یا هیچ انرژی‌ای به باتری نمی‌فرستد یا حداکثر انرژی را می‌فرستد.

سناریوهای روزمره: ترافیک، چراغ‌ها، مناطق کاهش سرعت و سراشیبی

برای تبدیل نظریه به رانندگی روزمره، کافی است چهار سناریوی رایج را یکی‌یکی بررسی کنید. هر کدام در نقطه تلاقی دو مکانیزم، تفاوت مصرف محسوسی ایجاد می‌کند.

رانندگی در ترافیک توقف‌وحرکت

قوی‌ترین زمینه برای خودروهای هیبریدی، ترافیک توقف‌وحرکت شهری است؛ تولیدکنندگان در این شرایط مقادیر مصرف حدود 48-60 MPG گزارش می‌کنند و اندازه‌گیری‌های دانشگاهی موجود نشان می‌دهد در خودروهای هیبریدی پلاگین‌دار با پشتیبانی ظرفیت باتری، در رانندگی شهری به صرفه‌جویی سوخت حدود 70٪ دست می‌یابند. کاربرد عملی این‌گونه است: در لحظه حرکت کافی است پایتان را از پدال ترمز بردارید؛ بدون اینکه گاز را اصلاً درگیر کنید، خودرو فقط با موتور برقی حرکت می‌کند. هر ترمز ملایم و زودهنگامی که با پیش‌بینی ترافیک انجام می‌دهید، باتری را سریع‌تر پر می‌کند و شما را مدت طولانی‌تری در محدوده برقی نگه می‌دارد. ماندن در حالت EV هنگام ثابت بودن سرعت، در مقایسه با دور بی‌مورد موتور بنزینی، مصرف را مستقیماً کاهش می‌دهد.

در چراغ‌های راهنمایی و توقف‌های کوتاه

رایج‌ترین اشتباه در توقف‌های کوتاه پشت چراغ، قراردادن دنده در حالت خلاص (N) است. خودروی در حال حرکت نتوانسته برق تولید کند؟ خیر، اما نکته این است که خودروی متوقف، بازهم انرژی از باتری مصرف می‌کند؛ در دنده خلاص خروجی انرژی از باتری ادامه می‌یابد ولی بازیابی انجام نمی‌شود. روش درست این است که خودرو را در حالت D نگه دارید و از کارکرد بی‌مورد طولانی درجا از آن بپرهیزید. سبک‌کردن بار خودرو نیز به همین هدف خدمت می‌کند: استفاده بی‌مورد از کولر، چراغ‌ها و برف‌پاک‌کن مصرف انرژی را افزایش می‌دهد؛ اگر لازم است از کولر استفاده کنید، روشن‌کردن آن در حالت گردش داخلی، کابین را با انرژی کمتری خنک می‌کند.

مناطق کاهش سرعت و نزدیک‌شدن به تقاطع

هنگام نزدیک‌شدن به تقاطع، پمپ بنزین یا منطقه کاهش سرعت، پدال ترمز را نه به‌طور ناگهانی بلکه به‌آرامی فشار دهید و فاصله توقف را تا حد امکان طولانی نگه دارید. طولانی‌شدن زمان کاهش سرعت، مدت زمانی که موتور به‌عنوان ژنراتور کار می‌کند را افزایش می‌دهد و مقدار انرژی ارسالی به باتری را بیشتر می‌کند. سود راننده اغلب از همین زمان‌بندی ساده به دست می‌آید: در همان تقاطع، اگر 100 متر قبل پایتان را از گاز بردارید، یک منطقه شارژ تبدیل می‌شود که باتری را پر می‌کند و اگر در 10 متر آخر ترمز شدید بگیرید، به یک نقطه اتلاف بدل می‌شود که انرژی را به گرما تبدیل می‌کند.

جاده‌های سربالایی و سرپایینی

سرپایینی‌های طولانی بهترین زمینه برای ترمز بازیابی‌کننده هستند، اما استفاده نامناسب می‌تواند نتیجه معکوس داشته باشد. هشدار برجسته در تجربه‌های صاحبان خودرو، این است که در طول سرپایینی سعی نکنید باتری را بیش از حد پر کنید: زمانی که باتری به حد بالایی برسد یا گرم شود، ظرفیت پذیرش جریان کاهش می‌یابد و سامانه ممکن است موتور احتراق داخلی را خاموش نکند. پس رها کردن زودهنگام گاز در سرپایینی و شارژ کنترل‌شده باتری، و استفاده از انرژی ذخیره‌شده در پایان سرپایینی به‌عنوان قدرت اضافی حرکت در سربالایی، رویکرد درستی است؛ تلاش برای عبور از کل مسیر با بالاترین سطح شارژ ممکن، بازدهی سیستم را کاهش می‌دهد. اما در جاده‌های برون‌شهری شرایط تغییر می‌کند: خودروی هیبریدی در مسیرهای طولانی قابل استفاده است، اما از آنجا که برد الکتریکی محدود است، موتور احتراق داخلی مدت طولانی‌تری فعال می‌ماند و میزان صرفه‌جویی نسبت به رانندگی شهری به‌طور محسوسی کاهش می‌یابد.

چه اشتباهاتی مصرف سوخت را افزایش می‌دهد؟

استفاده نادرست می‌تواند مزیت طراحی سیستم هیبریدی را برعکس کند. هر یک از رفتارهای زیر به مصرف سوخت قابل اندازه‌گیری بیشتر منجر می‌شود:

  • خلاص کردن دنده در توقف‌های کوتاه: خودرو انرژی الکتریکی تولید نمی‌کند، تخلیه انرژی از باتری ادامه می‌یابد و برای شارژ مجدد موتور، بنزین مصرف می‌شود
  • ترمز گیری شدید: ترمزهای اصطکاکی غالب می‌شوند، احیا کاهش می‌یابد یا قطع می‌شود؛ انرژی قابل بازیابی به گرما تبدیل می‌شود
  • اجبار به حرکت الکتریکی: باتری گرم می‌شود، ظرفیت جریان‌دهی کاهش می‌یابد و سیستم نمی‌تواند موتور بنزینی را خاموش کند
  • مصرف‌کننده‌های غیرضروری برقی: استفاده شدید از کولر، چراغ‌ها و برف‌پاک‌کن، شارژ باتری را به‌سرعت تخلیه می‌کند

وجه مشترک همه این‌ها، مداخله در تصمیمات خود سیستم است. سیستم انتقال قدرت هیبریدی با یک واحد مدیریت کار می‌کند که صدها بار در ثانیه جریان انرژی را بهینه می‌کند؛ ارزش افزوده راننده، آماده‌سازی صحیح شرایط برای انتخاب سمت الکتریکی سیستم است، نه وادار کردن فناوری. گاز ملایم، رها کردن زودهنگام گاز و ماندن در حالت D: این سه ستون بازدهی هیبریدی هستند.

نتیجه‌گیری: نه وادار کردن سیستم، بلکه آماده‌سازی شرایط

حالت EV و ترمز احیاگرانه دو روی سکه خودروی هیبریدی هستند: یکی هدفش مصرف انرژی باتری در جای درست است و دیگری هدفش تبدیل هر کاهش سرعت به شارژ. آنچه حالت EV را طولانی می‌کند ملایمت پدال گاز است، آنچه احیا را افزایش می‌دهد ترمزگیری زودهنگام و نرم است و آنچه باتری را حفظ می‌کند، پرهیز از فشار بیش از حد است. راننده‌ای که در چراغ راهنمایی در حالت D منتظر می‌ماند، 100 متر قبل از تقاطع پایش را از گاز برمی‌دارد و سرپایینی را با پرشدگی کنترل‌شده طی می‌کند، نتیجه‌ای نزدیک‌تر به طراحی سیستم هیبریدی خود به دست می‌آورد. کار باقی‌مانده بر عهده خود سیستم است.

منابع